Kegagalan kelesuan terma ialah kerosakan progresif biasa bagi 316 tiub pemanasan di bawah permulaan, penutupan dan turun naik suhu yang kerap. Pengembangan dan pengecutan haba kitaran berulang menjana tegangan tegangan dan mampatan berselang-seli di dalam dinding paip, mendorong permulaan retakan mikro dan pengembangan beransur-ansur. Setelah retak menembusi dinding tiub, kebocoran sederhana berlaku. Berbeza daripada kerosakan pembakaran kering secara tiba-tiba, kelesuan haba semakin merosot secara perlahan dan mudah diabaikan dalam operasi harian, selalunya membawa kepada kerosakan peralatan yang tidak dijangka selepas-servis jangka panjang.
1. Mekanisme Pembentukan Kerosakan Keletihan Terma
Apabila tiub pemanasan dihidupkan, dinding luar menjadi panas dan mengembang terlebih dahulu, manakala lapisan dalam ketinggalan dalam kenaikan suhu dan pengembangan, membentuk tegasan mampatan pada permukaan dan tegasan tegangan di dalam matriks. Semasa penyejukan kuasa-mati, lapisan luar mengecut dengan cepat, dan bahan dalam mengehadkan pengecutan, membalikkan arah tegasan. Selepas beribu-ribu kitaran suhu sedemikian, tekanan tempatan melebihi had keletihan 316 keluli tahan karat. Retak mikro transgranular kecil bercambah pada calar permukaan, kimpalan, bahagian lentur dan kecacatan filem pempasifan. Dalam medium menghakis yang mengandungi ion klorida, medium meresap ke hujung retak, mempercepatkan perambatan retak melalui gandingan kakisan tegasan dan akhirnya menyebabkan melalui-rekahan dinding.
2. Kedudukan Utama Terdedah kepada Retak Keletihan Terma
Bahagian arka lentur berbentuk U-: Lenturan sejuk meninggalkan tegasan pembentukan sisa, yang mengatasi tegasan haba kitaran dan menjadi kawasan berisiko tertinggi untuk penjanaan retak.
Jahitan kimpal dan haba-zon terjejas: Tegasan baki kimpalan ditambah kitaran suhu berulang; sempadan butiran tersensitisasi adalah pautan lemah untuk sambungan retak.
Garis sempadan turun naik aras cecair: Sebahagian daripada badan tiub berselang seli antara penyejukan cecair dan pemanasan udara, menghasilkan kecerunan suhu terbesar dan tegasan berselang-seli.
Kedudukan pengapit tetap: Pemasangan tegar mengehadkan pengembangan haba percuma, mengakibatkan kepekatan tegasan pada titik sentuhan lekapan.
3. Faktor Penggerak Utama Mempercepatkan Keletihan Terma
Permulaan voltan penuh-segera yang kerap: Suhu meningkat dengan mendadak dalam masa yang singkat, memaksimumkan perbezaan suhu antara dinding paip dalam dan luar serta amplitud tegasan serta-merta.
Reka bentuk ketumpatan kuasa yang berlebihan: Suhu permukaan yang tinggi membesarkan julat ubah bentuk pengembangan, meningkatkan tahap tegasan berselang-seli setiap kitaran.
Struktur penetapan tegar yang tidak munasabah: Tiada elaun pengembangan dikhaskan semasa pemasangan, dan ubah bentuk terma dihalang secara paksa untuk menghasilkan tekanan mekanikal tambahan.
Rendaman dan pendedahan bergantian jangka panjang-disebabkan paras cecair yang tidak stabil: Badan paip menanggung pelesapan haba yang tidak sekata untuk masa yang lama, membentuk titik panas tegasan tetap.
4. Langkah-langkah Penambahbaikan Sistematik untuk Menekan Keletihan Terma
① Pengoptimuman kawalan elektrik: Konfigurasikan bekalan kuasa permulaan lembut
Amalkan permulaan rangsangan secara beransur-ansur dalam masa 20~40 saat untuk mengelakkan lonjakan suhu yang mendadak, mengurangkan nilai puncak tekanan haba tunggal, dan mengurangkan daya penggerak keletihan secara asas.
② Optimumkan padanan parameter ketumpatan kuasa
Reka bentuk beban kuasa mengikut aliran bendalir dan keadaan kacau untuk mengawal suhu permukaan paip dalam julat yang munasabah, mengurangkan amplitud ubah bentuk haba dan melambatkan kelajuan permulaan retak.
③ Hilangkan tekanan sisa dalam peringkat pemprosesan
Lakukan penyepuhlindapan pelepasan tekanan selepas dibengkokkan dan dikimpal untuk menghilangkan tegasan tegangan membentuk dan mengimpal, menurunkan garis dasar tegasan awal bahan kerja sebelum penggunaan rasmi.
④ Seragamkan mod pemasangan fleksibel
Gunakan bebibir longgar, gasket elastik dan celah teleskopik terpelihara semasa pemasangan untuk membolehkan pengembangan haba bebas dan pengecutan tiub pemanasan, elakkan tekanan kekangan paksa.
⑤ Menstabilkan paras cecair dan irama operasi
Tambah sistem kawalan malar paras cecair untuk mengelakkan turun naik yang kerap permukaan cecair; meminimumkan permulaan dan penutupan yang tidak perlu untuk mengurangkan jumlah bilangan kitaran haba.
⑥ Rawatan pengukuhan permukaan
Penggilap elektrik dan pempasifan integral menghapuskan kecacatan mikro permukaan yang mudah menyebabkan keretakan, mengurangkan bilangan punca retakan keletihan pada permukaan luar logam.
5. Perbandingan Kesan Langkah Penambahbaikan
表格
| Ukuran Pengoptimuman | Risiko Keletihan Terma | Kesan Lanjutan Hayat Perkhidmatan |
|---|---|---|
| Teruskan kuasa penuh-kerap mula | Sangat tinggi | Rujukan garis dasar |
| Permulaan perlahan lembut + paras cecair yang stabil | Jelas berkurangan | Memanjangkan hayat perkhidmatan lebih daripada 70% |
| Melegakan tekanan + pemasangan fleksibel | Risiko rendah | Elakkan keretakan tekanan pekat |
Kesimpulan
Kegagalan kelesuan terma adalah hasil kumulatif tegasan kitaran dan kecacatan struktur. Dengan mengurangkan amplitud renjatan haba tunggal, menghapuskan tegasan baki awal, menyimpan ruang ubah bentuk terma dan menstabilkan keadaan operasi, pertumbuhan rekahan keletihan boleh dihalang dengan berkesan, mengelakkan pecah tertangguh dan kebocoran 316 tiub pemanasan dalam senario pengeluaran kelompok jangka panjang-.
